لماذا تُعتبر الطاقة الشمسية مهمة؟

لماذا تُعتبر الطاقة الشمسية مهمة؟

لا يمكن لأحد أن ينكر أهمية الطاقة الشمسية، حيث يعتبر عائد الاستثمار من استخدام الطاقة الشمسية ذا قيمة عالية، ليس فقط من الناحية المالية، ولكن من أجل الصحة العامة والاستدامة البيئية، ومع مرور كل عام تصبح الطاقة الشمسية أكثر شيوعًا لأصحاب المنازل والشركات، حيث يتعلم الناس فوائدها العديدة، وخاصة مع انخفاض تكاليف التركيب، وإذا كنت مهتمًّا بأهمية الطاقة الشمسية، فلدينا أكثر من بضعة أسباب تجعلك تفكر في أهمية الطاقة الشمسية.

تطور الطاقة الشمسية

نما استخدام الطاقة الشمسية بشكل مطرد على مدى العقدين الماضيين، ومع إدراك المزيد والمزيد من الناس للقيمة الهائلة لاستخدام الألواح الشمسية، في العديد من الدول المختلفة، زاد الطلب على تركيب الألواح الشمسية من 0،34 جيجاوات في عام 2008 إلى 97،2 اليوم، وهو ما يكفي لتشغيل ما يعادل 18 مليون منزل في المتوسط، والخبر السار هو أن هذا الطلب المتزايد يساعد في خفض التكاليف، فمنذ عام 2014 انخفضت تكلفة الألواح الشمسية الكهروضوئية بنسبة 70٪ تقريبًا، تقدر وزارة الطاقة الأمريكية أنه بحلول عام 2030، سيحتوي واحد على الأقل من كل سبعة منازل على نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية على الأسطح.

ما هي الطاقة الشمسية؟

الطاقة الشمسية هي الطاقة المشتقة من ضوء الشمس، سواء أكنت تدرك ذلك أم لا، فإن الشمس تزود كوكبنا بالطاقة بالفعل، وتوفر الطاقة اللازمة للحفاظ على بيئتنا وتزايد عدد السكان، إن كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الغلاف الجوي للأرض كافية لتلبية جميع احتياجاتنا، حيث تضرب 173000 تيرا واط من الطاقة الشمسية الأرض باستمرار، وهو ما يزيد عن 10000 ضعف إجمالي استخدام الطاقة في العالم! 

الشمس هي مورد مجاني ونظيف ومستدام يمكننا الاستفادة منه بدلًا من الكهرباء التقليدية لتحسين حياتنا، ويمكن استخدام الطاقة الشمسية لتوفير التدفئة والضوء والاحتياجات الأخرى التي تعتمد على الكهرباء في المنازل والمباني.

لماذا تُعتبر الطاقة الشمسية مهمة؟

لماذا تُعتبر الطاقة الشمسية مهمة؟

5 أسباب لأهمية الطاقة الشمسية

هناك سبب وراء تحول العديد من مالكي المنازل والشركات إلى الطاقة الشمسية، الفوائد لا يمكن إنكارها، ليس فقط للأفراد، ولكن لكوكب الأرض ككل، فيما يلي عدد قليل من الأسباب العديدة التي تدعم أهمية الطاقة الشمسية.

  • مفيد للبيئة

الفرق بين الطاقة الشمسية والكهرباء التقليدية هو أن الطاقة الشمسية لا تعتمد على استخدام الوقود الأحفوري، ولا تلوث الهواء أو الماء، ولا تساهم في الاحتباس الحراري، مما يجعلها الخيار المفضل للكثيرين، حيث تعمل الطاقة الشمسية مع الموارد الطبيعية للأرض ولا تلحق الضرر بها، بينما تعمل الكهرباء التقليدية على استنفادها أو إلحاق الضرر بها.

  • مصدر طاقة موثوق وفعال من حيث التكلفة

الشمس مصدر للطاقة المتجددة، سوف ينفد الوقود الأحفوري في النهاية، لكن ضوء الشمس لن يفعل ذلك، لهذا السبب، فإن الطاقة الشمسية موثوقة للغاية، وخلافًا للوقود الأحفوري الغالي الثمن من حيث التعدين والاستفادة منه، فإن تلقي ضوء الشمس لا يكلف شيئًا، كل ما يلزم لجني الفوائد هو تركيب معدات الطاقة الشمسية لمرة واحدة.

  • يوفر لك المال على المدى الطويل

على الرغم من انخفاض تكلفة تركيب الألواح الشمسية أو نظام الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة، فقد يجد البعض أن الاستثمار الأوّلي في الطاقة الشمسية مخيف، ومع ذلك فإن المفتاح هو تذكر أن التثبيت حدث لمرة واحدة، في حين أن الدفع مقابل الكهرباء التقليدية هو التزام متكرر ومستمر ومكلف، خاصة مع استمرار ارتفاع أسعار الكهرباء، سيوفر لك الاستثمار في إدارة منزلك أو البناء باستخدام الطاقة الشمسية المزيد من المال بمرور الوقت.

  • يخلق فرص عمل ويحفز النمو الاقتصادي

هل تعلم أن صناعة الطاقة الشمسية تخلق وظائف أكثر من أي قطاع آخر، خصوصًا في الولايات المتحدة؟ وفقًا لأحدث تقرير تعداد وطني للوظائف الشمسية من قبل مؤسسة الطاقة الشمسية، تضيف الطاقة الشمسية وظائف 17 مرة أسرع من الاقتصاد الأمريكي الكلي، اعتبارًا من عام 2019، كان هناك ما يقرب من 250000 عامل في مجال الطاقة الشمسية على مستوى البلاد.

  • يعزز استقلال الطاقة

استقلالية الطاقة تعني عدم الاضطرار إلى الاعتماد على شبكة الطاقة، لا تجعلك هذه الطريقة عرضة لارتفاع الأسعار فحسب، بل إنها أيضًا عرضة للانقطاع، لا سيما في بعض المدن والبلدان النائية، مع عدم وجود وسائل أخرى لتزويد منزلك بالطاقة، قد تواجه مجموعة متنوعة من المشكلات في حالة سوء الأحوال الجوية أو تلف خطوط الكهرباء، يتيح لك استخدام الطاقة الشمسية، خاصةً عند إقرانها بنظام بطارية احتياطي، عدم الارتباط بشبكات طاقة غير موثوقة عندما تكون في أمسّ الحاجة إلى الطاقة.

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

هل سبق أن رأيت الواح الطاقة الشمسية المثبتة على سطح أحد المنازل تحصد الطاقة الشمسية وتحولها إلى كهرباء؟

في هذا المقال سوف نشرح كيفية عمل الواح الطاقة الشمسية ..

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الطاقة الشمسية؟

هي نوع من أنواع الطاقة التي تولِّدها الشمس، ويمكن تسخير الطاقة الشمسية بشكل مباشر أو غير مباشر للاستخدام البشري، إن شمسنا عبارة عن مفاعل نووي طبيعي هائل، تطلق حزمًا صغيرة من الطاقة تُدعى الفوتونات، والتي تُسافر عبر الفضاء من الأرض إلى الشمس مسافة 93 مليون ميل في زمن قدره 8.5 دقيقة.

ففي كل ساعة تصطدم الفوتونات بكوكبنا بما يكفي لتوليد الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات الطاقة العالمية لمدة عام كامل.

التوجه العالمي نحو مصادر الطاقة البديلة زاد من الاعتماد على الألواح الشمسية كمصدر للطاقة.

كيفية استغلال الطاقة الشمسية؟

  • يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وحرارية من خلال ترتيب الخلايا الشمسية في مجموعات كبيرة تُسمى المصفوفات.
  • ويمكن لهذه المصفوفات، المكوَّنة من عدة آلاف من الخلايا الفردية، أن تعمل كمحطات طاقة كهربائية مركزية، وتحوِّل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية لتوزيعها على المستخدمين الصناعيين والتجاريين والسكنيين.
  • ثم يتم تركيب الخلايا الشمسية في تكوينات أصغر بكثير، والتي يشار إليها عادةً بألواح الخلايا الشمسية أو ببساطة الواح الطاقة الشمسية ، من قبل أصحاب المنازل على أسطح منازلهم لاستبدال أو زيادة إمداداتهم الكهربائية التقليدية.
  • من ثم تُستخدم الواح الطاقة الشمسية أيضًا لتوفير الطاقة الكهربائية في العديد من المواقع الأرضية البعيدة، حيث تكون مصادر الطاقة الكهربائية التقليدية إما غير متوفرة أو باهظة التكلفة للتركيب.

فنظرًا لعدم احتوائها على أجزاء متحركة قد تحتاج إلى صيانة أو أنواع وقود تتطلب تجديدًا، توفِّر الخلايا الشمسية الطاقة لمعظم التركيبات الفضائية، من أقمار الاتصالات والطقس إلى المحطات الفضائية. (الطاقة الشمسية غير كافية للمسبارات الفضائية المرسلة إلى الكواكب الخارجية للنظام الشمسي أو إلى الفضاء بين النجوم، ولكن بسبب انتشار الطاقة المشعة مع المسافة من الشمس). كما تم استخدام الخلايا الشمسية في المنتجات الاستهلاكية، مثل الألعاب الإلكترونية والآلات الحاسبة المحمولة وأجهزة الراديو المحمولة. قد تستخدم الخلايا الشمسية المستخدمة في أجهزة من هذا النوع الضوء الاصطناعي (على سبيل المثال، من المصابيح المتوهجة والفلورية)، وكذلك ضوء الشمس.

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

ما هي الواح الطاقة الشمسية وكيف تعمل؟

كيفية عمل الواح الطاقة الشمسية :-

تتكون الواح الطاقة الشمسية من خلايا ضوئية تحوِّل ضوء الشمس الساقط عليها إلى تيار كهربائي مستمر، وهذه الطاقة ترسل إلى بطاريات شحن يتم تخزينها.

ولكي تتم عملية التحويل، يجب أن:

تحتوي الواح الطاقة الشمسية  على مواد شبه موصِّلة (مثل السليكون، وفوسفيد الإنديوم، وسيلينايد الإنديوم النحاسي)، والتي تعمل على تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربائية، وتحتوي بشكل أساسي على طبقة مضادة للانعكاس لتقليل فقدان الضوء، وعادةً ما تتكون الطبقة المضادة للانعكاس من أكسيد السيليكون، أو التنتالوم، أو التيتانيوم، الذي يتشكّل على سطح الخلية عن طريق الطلاء المغزلي أو تقنية الترسيب بالفراغ، ويوجد تحت الطبقة المضادة للانعكاس ثلاث طبقات رئيسية، وهي: طبقة التوصيل العليا، والطبقة الممتصة، والطبقة الخلفية.

كما تحتوي الخلية على طبقتين كهربائيتين موجبة وسالبة، طبقة التلامس الكهربائي (الموجبة)، والتي توجد على وجه الخلية، وتتكون من شريحة مأخوذة من بلورات السليكون الأحادية مضاف إليها بعض الشوائب من عنصر ثلاثي التكافؤ، مثل البورون. وطبقة الاتصال الكهربائي الخلفية (السالبة)، والتي تتكون من السليكون النقي والمضاف إليها بعض الشوائب لعنصر خماسي التكافؤ، مثل الفوسفور، وتعمل كلا الطبقتين معًا على نقل التيار الكهربائي من وإلى الخلية الشمسية.

تركيبات الطاقة الشمسية للمزارع

الخلاصة:

الواح الطاقة الشمسية ، سواء كانت مُستخدمة في محطة طاقة مركزية أو قمر صناعي أو آلة حاسبة، لها نفس البنية الأساسية.

يدخل الضوء إلى الجهاز من خلال طلاء بصري، أو طبقة مُضادة للانعكاس؛ مما يقلل من فقد الضوء عن طريق الانعكاس، ويحبس بشكل فعَّال الضوء الساقط على الخلية الشمسية من خلال تعزيز انتقاله إلى طبقات تحويل الطاقة أدناه. وعادةً ما تكون الطبقة المضادة للانعكاس عبارة عن أكسيد السيليكون أو التنتالوم أو التيتانيوم الذي يتكون على سطح الخلية عن طريق الطلاء الدوراني أو تقنية الترسيب بالتفريغ.